Transferência de Calor: Conceitos e Cálculos

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Questão 1/5 - Transferência de Calor 
Determinar a quantidade de calor transferida em regime permanente 
através de uma tubulação de aço carbono-manganês-silício, com 1 ” 
de raio interno , 1,5mm de espessura de parede (e1), com revestimento 
externo de fibra de vidro de espessura 20mm (e2), sabendo que 
internamente circula vapor a 127°C e externamente a temperatura 
média é de 30°C. Considerar comprimento do tubo de 6 m. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nota: 0.0 
 
A q = - 24998 W 
 
B q = -2499,8W 
 
C q = -249,98 W 
Aplicando a Lei de Fourier para condução radial de paredes compostas, Tema 5 Aula 2: 
 
 
 
D q = - 24,998 W 
 
Questão 2/5 - Transferência de Calor 
A transferência de calor é a energia térmica em trânsito, em virtude da 
diferença de temperatura entre um sistema e sua vizinhança no espaço. 
Esse trânsito de energia pode acontecer de três modos. Quais são os três 
modos de transferência de calor? 
Nota: 20.0 
 
A Transferência térmica, movimento natural e movimento forçado. 
 
B Condução, convecção e radiação. 
Você acertou! 
Conforme Aula 01, Material de Leitura, página 05: 
Esse trânsito de energia pode acontecer de três modos: condução, convecção e radiação. 
 
C Laminar, transição e turbulento. 
 
D Estático, dinâmico e uniforme. 
 
Questão 3/5 - Transferência de Calor 
A Lei de Fourier é empírica, isto é, ela é desenvolvida a partir de 
observações experimentais em vez de ser deduzida com base em princípios 
fundamentais. Nesse trabalho, Fourier deduziu e desenvolveu a solução da 
equação da condução do calor por meio de equações diferenciais parciais e 
séries trigonométricas, partindo de observações fenomenológicas. Mesmo 
ignorando as hipóteses da época a respeito do calor, descreveu um modelo 
físico que retratava sua propagação. Neste modelo, para se estabelecer a 
condição de variação linear da temperatura, o sistema deveria ter uma 
distância em x extremamente pequena (x →→ 0). Para essa distância, a 
variação da temperatura, embora seja também extremamente pequena 
(T →→ 0), será linear. Assim, temos a Lei de Fourier: 
 
 
Nesta expressão, o que a constante k representa? 
Nota: 20.0 
 
A Representa a a capacidade do meio de conduzir calor, chamada de constante de gradiente de temperatura. 
 
B Representa a capacidade do meio de conduzir calor, chamada de constante de convecção. 
 
C Representa a capacidade do meio de conduzir calor, chamada de constante de radiação. 
 
D Representa a capacidade do meio de conduzir calor, chamada de condutibilidade térmica. 
Você acertou! 
Conforme Material de Leitura da Aula 2, Tema 1, pg.5: 
 
k é uma constante que representa a capacidade do meio de conduzir calor, chamada de condutibilidade térmica . 
 
Questão 4/5 - Transferência de Calor 
Determinar a quantidade de calor transferida por convecção de um 
fluido para uma superfície de 8 m2 de um sólido, sabendo que a 
temperatura do fluido à montante da superfície é de -4°C e a 
temperatura da superfície do sólido é mantida a 22°C. Considerar o 
coeficiente de transferência de calor por convecção como 12 W/m2K. 
 
 
Nota: 0.0 
 
A q = 2,496 W 
 
B q = 24,96 W 
 
C q = 249,6 W 
 
D q = 2496 W 
Usando a Lei de Newton da Convecção, Tema 4 Aula 1 : 
q = 2496 W 
 
Questão 5/5 - Transferência de Calor 
Determinar a quantidade de calor transferida em regime permanente 
por meio de uma parede de compensado divisória, de 20 cm de 
espessura e 32 m2 de área de seção transversal, cuja face externa está 
a uma temperatura média de 25°C e cuja face interna deve ser mantida 
a uma temperatura constante de 20°C. 
 
Dados: kcomp = 0,094 W/mK. 
 
 
Nota: 0.0 
 
A q = 75,2 W 
Aplicando a Lei de Fourier da condução, conforme Tema 3 da Aula 1, temos que: 
 
q = 75,2W 
 
B q = 752 W 
 
C q = 7520 W 
 
D q = 75200 W 
Questão 1/5 - Transferência de Calor 
Determinar o fluxo de calor através de uma parede de concreto com 
brita de 24 cm de espessura, sabendo que esta parede separa um 
ambiente externo a 15°C de um ambiente interno mantido a 21°C. 
Dado: kconc= 1,4W/mK. 
 
 
Nota: 0.0 
 
A q' = - 0,35 W/m2 
 
B q' = - 3,5 W/m2 
 
C q' = - 35 W/m2 
Aplicando a Lei de Fourier da condução, Tema 3 Aula 1: 
 
q' = -35 W/m2 
 
D q' = -350 W/m2 
 
Questão 2/5 - Transferência de Calor 
Considerando que um muro de 250 m2 esteja a uma temperatura 
aproximada de 39°C e tendo como valor de emissividade do tijolo 
comum da ordem de 0,92, determinar a quantidade de calor por 
radiação emitida pelo muro em questão. 
 
 
Nota: 0.0 
 
A q = 123,569 W 
 
B q = 1235,68 W 
 
C q = 12356,8 W 
 
D q = 123568 W 
Aplicando a lei de Stefan- Boltzmann da radiação, Tema 5 Aula 1: 
 
q = 123568 W 
 
Questão 3/5 - Transferência de Calor 
Uma parede plana composta de uma camada interna de azulejo 
acústico de espessura 3,5mm, seguida de bloco de concreto de tres 
furos ovais, de areia e brita com 20cm de espessura, e reboco externo 
de cimento e areia de 10mm. Determinar o fluxo de calor unidirecional 
que passa por esta parede, sabendo que a temperatura externa média 
é de 30ºC e a interna é mantida a 24ºC. 
 
 
 
 
Nota: 20.0 
 
A q' = 2188 W/m2 
 
B q' = 218,8 W/m2 
 
C q' = 21,88 W/m2 
Você acertou! 
Aplicando a Lei de Fourier da condução para paredes compostas, Tema 4 Aula 2: 
 
 
 
D q' = 2,188 W/m2 
 
Questão 4/5 - Transferência de Calor 
A transferência de calor é a energia térmica em trânsito, em virtude da 
diferença de temperatura entre um sistema e sua vizinhança no espaço. 
Esse trânsito de energia pode acontecer de três modos. Quais são os três 
modos de transferência de calor? 
Nota: 20.0 
 
A Transferência térmica, movimento natural e movimento forçado. 
 
B Condução, convecção e radiação. 
Você acertou! 
Conforme Aula 01, Material de Leitura, página 05: 
Esse trânsito de energia pode acontecer de três modos: condução, convecção e radiação. 
 
C Laminar, transição e turbulento. 
 
D Estático, dinâmico e uniforme. 
 
Questão 5/5 - Transferência de Calor 
Considere os processos de transferência de calor por radiação na superfície 
de um corpo de radiação ideal, chamada de corpo negro. A radiação emitida 
por essa superfície tem sua origem na energia térmica da matéria. Essa 
energia é delimitada pela superfície e pela taxa na qual a energia é liberada 
por unidade de área (W/m2 ), sendo chamada de poder emissivo da 
superfície (E). 
 
 
Há um limite superior para o poder emissivo, o qual é determinado pela 
equação: 
 
 
Por essa equação, obtida experimentalmente em 1879, a potência total de 
emissão superficial de um corpo aquecido é diretamente proporcional à sua 
temperatura elevada à quarta potência. 
Qual é aLei que esta equação representa? 
Nota: 20.0 
 
A Lei de Newton da radiação. 
 
B Lei de Stefan-Boltzmann da radiação. 
Você acertou! 
Conforme Aula 01, Material de leitura, pg.8 : 
 
Lei de Stefan-Boltzmann da radiação. 
 
C Lei de Newton da convecção. 
 
D Lei de Stefan-Boltzmann da convecção.